Spis treści

Artykuł, który mam przyjemność Państwu zaprezentować powstał, gdy wpadł mi w ręce bardzo ciekawy element Tomografu PET. Elementem tym był wielki scyntylator wraz z zespołem fotopowielaczy. Na bazie tego urządzenia spróbuję przedstawić detektory promieniowania oparte o zjawisko scyntylacji oraz zbuduję detektor promieniowania jonizującego.


 

Pozytronowa emisyjna tomografia komputerowa, skrót PET pochodzi z języka angielskiego i oznacza Positron emission tomography. Jest to technika obrazowania w medycynie podobna do zwykłej tomografii, gdzie wykorzystuje się zewnętrzne źródło promieniowania rentgenowskiego lub zewnętrzne źródło izotopowe. W tomografii PET zamiast zewnętrznych źródeł stosuje się izotopy radioaktywne o bardzo krótkim czasie połowicznego rozpadu, które w postaci roztworu podaje się pacjentowi. Podany izotop jest źródłem pozytronów (anty-elektronów), w trakcie rozpadu w ciele pacjenta wyemitowany pozytron przebywa drogę kilku milimetrów i zderza się z elektronem w tkance ciała. W wyniku anihilacji powstają kwanty promieniowania o wysokiej energii, które padają na detektory ustawione pod różnymi kontami. Sygnały z tych detektorów są przetwarzane przez komputery na trójwymiarowe obrazy.

W badaniu wykorzystuje się fakt, że różne zmiany chorobowe wprowadzają zmiany metabolizmu w tych miejscach tkanek, a że głównym źródłem energii komórek jest metabolizm cukrów wystarczy do organizmu wprowadzić cukier znakowany radioizotopem by zaobserwować na przetworzonych obrazach gdzie w organizmie powstały np. zmiany nowotworowe. Po prostu te miejsca będą charakteryzować się znacznie większą lub mniejszą emisją promieniowania.
Oczywiście tomografu PET raczej nie zbuduję ale pokażę jak działają detektory scyntylacyjne i taki mały detektor zbuduję, wykorzystując zdobyte elementy.

Rys. 1 Matryca detekcyjna zbudowana ze scyntylatora i fotopowielaczy.

To, co Państwo widzą na zdjęciu nr 1 to wielka tafla scyntylatora osadzona na grubej tafli szkła ołowiowego wraz z doklejonymi za pomocą smaru optycznego fotopowielaczami skonfigurowanymi w matrycę. Całość zabudowana była tak by do środka nie mógł wpaść nawet najmniejszy promyczek światła. Kilka takich matryc tworzyło detektor tomografu. Zajmę się teraz zasadą działania takiego detektora scyntylacyjnego, który zbudowany jest ze scyntylatora, fotopowielacza, układu zasilania wysokiego napięcia, układu wzmacniacza i dyskryminacji.

Rys. 2 Fotopowielacz Philips XP 2412/SN.


Rys. 3 Fotopowielacz Philips XP 2412/SN.

Fotopowielacz, jest urządzeniem (lampą próżniową), które służy do detekcji bardzo słabych impulsów światła. Jest podobny do zwykłej fotodiody próżniowej (fotokomórki), która zawiera fotokatodę i anodę. Cała zasada działania prostej fotokomórki opiera się o zjawisko fotoelektryczne czyli emisję elektronów z powierzchni fotokatody pod wpływem promieniowania świetlnego. Fotokatoda w przypadku prezentowanego fotopowielacza jest napylona na przednie okienko, które jest obszarem detekcyjnym.

Rys. 4 Fotopowielacz Philips - widok okienka z napyloną fotokatodą.

Padające na fotokatodę światło powoduje emisję elektronów, które podążają w kierunku dodatnio spolaryzowanej anody. Mierząc powstały przepływ prądu można mierzyć natężenie padającego światła. Jednak tak działa fotokomórka, która nie grzeszy zbyt wielką czułością. Dlatego powstało urządzenie o nazwie fotopowielacz, które przypomina fotokomórkę jednak pomiędzy fotokatodą a anodą umieszczono elektrody pomocnicze nazywane dynodami. W takim urządzeniu wyemitowany z fotokatody nawet pojedynczy elektron nie pada od razu na anodę, trafia najpierw na jedną z wielu dynod, z których wybija elektrony wtórne padające na dynodę następną. W typowych lampach jedna dynoda daje trzy lub czterokrotne powielenie pierwotnej ilości elektronów.

Rys. 5 Zasada działania i podłączenia fotopowielacza wraz ze scyntylatorem.

Czasem jeden dobrze przygotowany rysunek jest więcej wart niż tysiąc słów dlatego przygotowałem powyższy diagram obrazujący zasadę działania fotopowielacza oraz jego podłączenie, w dalszej części powiem też co to jest scyntylator, który również na diagramie umieściłem.
Dzięki zastosowaniu wielu dynod fotopowielacze uzyskują niezwykle duże czułości rzędu 1000A/lumen przy bardzo małych szumach. Stosując fotodiody trzeba by wzmacniać niezwykle małe prądy na wyjściu co wiąże się z wprowadzeniem szumów dość dużych. Powielanie elektronów na dynodach jest praktycznie bezszumowe. Jednak fotopowielacz jak wszystko w otaczającym nas świecie nie jest pozbawione wad, jedną z nich jest obecność tzw. ciemnego prądu fotopowielacza. Co to takiego ? ano oprócz zjawiska fotoemisji elektronów istnieje także zjawisko termoemisji. O ile fotopowielacz można osłonić od niepożądanych źródeł światła, o tyle elementy jak fotokatoda czy dynody mają swoją pewną temperaturę i czy chciał czy nie - będą swoje elektrony emitować, co jest źródłem szumu na wyjściu, jednak w fotopowielaczu stosunek szumu do sygnału jest bardzo dobry.

Rys. 6 Scyntylator - monokryształ jodku sodu aktywowany talem.

Wcześniej wspomniałem o cząstkach promieniowania jonizującego a teraz cały czas mówię o detekcji i analizowaniu światła widzialnego, znakiem tego potrzebujemy jeszcze czegoś, co przetworzy nam informację o tym, że cząstka wpadła do detektora na impuls świetlny. Tym czymś jest scyntylator.

 


 

Scyntylator to substancja, która pod wpływem promieniowania jonizującego emituje promieniowanie widzialne lub bliskie widzialnemu. Dzieje się to za sprawą zjawiska pochłaniania promieniowania jonizującego np. kwantu gamma przez atom ośrodka i wybijania elektronu na wyższe pozycje. Taki elektron rekombinuje czyli powraca do swojego stanu podstawowego ale nie może tego uczynić od tak. Musi najpierw pozbyć się nadmiaru energii i czyni to wysyłając kwant promieniowania widzialnego. Zjawisko to nazywa się luminescencją. Scyntylator to dobry rodzaj przetwornika promieniowania jonizującego na światło. Ma tę przewagę nad detektorami gazowymi, że ma większą gęstość a zatem występuję większe prawdopodobieństwo oddziaływania niż w gazie jak to ma miejsce w licznikach Geigera - Moullera. Liczba wybitych fotonów luminescencji jest w przypadku scyntylatorów lepszą miarą dawki promieniowania pochłoniętego bo scyntylatory lepiej oddają gęstość ciała ludzkiego.

Same scyntylatory mogą mieć postać ciał stałych lub cieczy, na zdjęciu Nr 6 pokazałem kawałek scyntylatora, który udało mi się wyciąć z detektora od tomografu. Jest to monokryształ jodku sodu aktywowany talem. Substancja bardzo uciążliwa w stosowaniu bo jest bardzo krucha, wrażliwa na światło i niestety higroskopijna.

Rys. 7 Monokryształ przechowywany w oleju silikonowym.

Niestety tak już często jest, że im coś jest lepsze pod jakimś względem musi być w innej materii bardziej kłopotliwe. Jodek sodu ma bardzo dobre właściwości spektrometryczne. Znaczy to, że może być z powodzeniem stosowany nie tylko do detekcji obecności cząstek promieniowania czy określania dawki promieniowania, ale także do analizy wartości energetycznych tych cząstek co pozwala na określenie rodzaju promieniowania oraz źródeł z jakich pochodzą.
Więcej na temat scyntylatorów i budowy detektorów napiszę w dalszej części opracowania, gdy przystąpię do budowy tej części detektora. Teraz zacznę od początku czyli od prawidłowego podłączenia fotopowielacza. Niezbędne będzie źródło wysokiego napięcia i tu od razu wspomnę, że fotopowielacz można skonfigurować co najmniej na kilka sposobów.

Rys. 8 Diagram podłączenia fotopowielacza do zasilania napięciem dodatnim.

W konfiguracji zasilania fotopowielacza jak na rys Nr 8 anoda spolaryzowana jest wysokim napięciem dodatnim i elektrony z fotokatody przyłączonej do zerowego potencjału podążają w jej kierunku. Oczywiście anodę do zasilania należy przyłączyć przez rezystor wysokiego napięcia o dużej rezystancji podobnie jak w liczniku Geigera - Moullera z co najmniej kilku powodów. Pierwszy do zabezpieczenie fotopowielacza przed przepływem zbyt wysokich prądów a kolejny to możliwość zobrazowania spadku napięcia na anodzie, gdy uderzy w nią strumień wtórnych elektronów. Gdyby rezystor nie miał odpowiednio dużej wartości rezystancji prąd natychmiast by napłynął ze źródła i uniemożliwił powstanie spadku napięcia.
Przy prawidłowo dobranych parametrach, gdy na detektor nie pada światło anoda ma wysoki potencjał, lecz gdy strumień wtórnych elektronów na nią padnie, potencjał gwałtownie się obniży i powstanie impuls, który może przejść przez kondensator separujący składową stałą od układu wzmacniania. Dalej ten impuls może zostać wzmocniony, policzony, przeanalizowany ....
W konfiguracji z rysunku nr. 5 rzecz ma się trochę inaczej bo to anoda jest podciągnięta przez rezystor do potencjału zerowego a wysokie napięcie spoczywa na fotokatodzie. Jednak by możliwy był przepływ elektronów do anody, fotokatodę trzeba zasilić napięciem ujemnym. Zasada działania jest podobna bo anoda, która ma potencjał zero, po uderzeniu strumienia elektronów nagle zmieni swój potencjał na ujemny co znów można zaobserwować. Odpowiednia wartość rezystora podciągającego "gasi" powstałe impulsy, ale wartość ta musi być też precyzyjnie dobrana bo za duża wartość zmniejszy rozdzielczość - impulsy będą na siebie nachodzić, a zbyt mała uniemożliwi prawidłową ich obserwację.

Rys. 9 Schemat przetwornicy wysokiego napięcia ujemnego. (kliknij by powiększyć).

Rezystorki spróbujemy później jakieś dobrać, a tym czasem potrzebujemy źródła wysokiego napięcia. W moim projekcie postanowiłem podłączyć fotopowielacz w konfiguracji z zasilaniem napięciem ujemnym. Jako źródło zbudowałem przetwornicę z malutkim transformatorkiem wysokonapięciowym od drukarki laserowej. Na początku miałem zastosować cały moduł, ale miał on zbyt wysokie napięcie i brak było precyzyjnej regulacji.

Rys. 10 Mozaika płytki PCB (kliknij by powiększyć).

Wylutowany transformatorek, który będzie można zobaczyć na kolejnych zdjęciach trzeba troszeczkę przerobić - musimy przewinąć mu uzwojenie pierwotne. Jak widać na schemacie transformator będzie zasilany przeciwsobnie więc musimy nawinąć uzwojenie z jednym odczepem w środku.

Rys. 11 Projektowanie przetwornicy na płytce prototypowej.

Zawsze, zanim przystąpię do projektowania płytki, cały układ buduję na płytce prototypowej. Z autopsji mogę poświadczyć, że chroni to przed rozczarowaniami i nie potrzebną stratą czasu związaną z projektowaniem, przerabianiem i ponownym wykonywaniem PCB.

Rys. 12 Płytka przetwornicy w trakcie montażu.

Teraz mały przykład jak ważne jest dokładne sprawdzanie zamówień na realizacje przez firmy zewnętrzne. Jak widać na obrazie projektu PCB, zrobiłem opis elementów na płytce co znacząco ułatwia montaż i poprawia estetykę. Jednak w trakcie zamawiana na formularzu przeoczyłem zaznaczenie nadruku opisu i miałem dość smutną minę, gdy dostałem płytkę i zobaczyłem że jest goła od strony opisu :(

Rys. 13 Zmontowana płytka PCB.


Przetwornica zbudowana jest na jednej z moich ulubionych kostek TL494, jest wyśmienita do wszelkiego rodzaju zasilaczy, jak się okazuje także wysokonapięciowych. Na jej wyjściu mamy dwa sygnały przesunięte w fazie o 180 st. dodatkowo wzbogacone o czas martwy. Sygnały te po wzmocnieniu w driwerze TC427 sterują dwoma tranzystorami MOSFET, które naprzemiennie załączają wcześniej nawinięte uzwojenia naszego transformatorka. Wysokie napięcie na wyjściu układu poprzez dzielnik wprowadzone jest do sterownika, co zapewnia sprzężenie zwrotne umożliwiające kontrolę potencjału a jeśli w dzielniku znajdzie się potencjometr da nam to możliwość regulacji tego napięcia. W moim układzie zastosowałem dwa potencjometry o różnej rezystancji podłączone jak na schemacie dzięki czemu jednym reguluję napięcie w szerokim zakresie a drugim mogę je doprecyzować.

Rys. 14 Zmontowana płytka PCB.

Odpowiednio dobierając wartości tych potencjometrów, dodatkowych rezystorów w dzielniku oraz przekładnię transformatora można wybrać zakres napięcia, jakiego akurat potrzebujemy. Dla podanych na zakończeniu artykułu wartości uzyskałem regulację w zakresie 400 V - 2000 V czyli idealne do eksperymentów z fotopowielaczami jak i innymi detektorami, które wymagają wysokiego napięcia.

Rys. 15 Mój synek Wiktorek dokonuje pomiaru napięcia na wyjściu.

Na zdjęciu powyżej widzimy, że nasza przetwornica działa, wtedy jeszcze uzyskałem trochę za wysokie napięcie z górnego zakresu bo ponad 3 kV i było trochę za wysokie więc eksperymentalnie poprawiałem wartości rezystorów w dzielniku sprzężenia. To było znacznie łatwiejsze niż przewijanie uzwojenia wtórnego transformatora. Mając już źródło mogłem zabrać się już za budowę detektora.

Rys. 16 - 18 Fotopowielacz XP2102 w trakcie przygotowań do budowy detektora (kliknij by powiększyć).

Do budowy detektora użyłem fotopowielacza ze zdjęć powyżej, te fotopowielacze znajdowały się na obrzeżach płyty scyntylatora z tomografu i od tych większych różnią się jedynie mniejszą powierzchnią fotokatody. Zastosowałem akurat ten ze względu na tą mniejszą fotokatodę bo dysponuję scyntylatorem NaI(Tl) w szczelnej obudowie, który idealnie do niego pasuje. Poza tym całość trzeba zabudować w szczelnym pojemniku metalowym, który po pierwsze odetnie wszelkie światło z zewnątrz bo jak wiemy każdy najmniejszy promyczek zafałszował by pracę detektora a nawet go uszkodził, a po drugie wyekranuje wszelkie zakłócenia elektromagnetyczne, w układzie będą płynęły znikome prądy więc nawet zakłócenia z sieci energetycznej mogły by indukować w przewodach zakłócenia. Znalazłem bardzo ładny aluminiowy pojemnik po dobrym trunku, który nada się idealnie i spełni oba powyższe warunki.

Rys. 19 - 21 Aluminiowy pojemnik i montaż gniazd BNC (kliknij by powiększyć).

W tym pojemniku zamontowałem dwa gniazda BNC bo nie tylko fotopowielacz ale i wszystkie przewody i połączenia należy ekranować. Gniazda są dwa bo pierwszym doprowadzę wysokie napięcie ze zbudowanej wcześniej przetwornicy a drugim wyprowadzę sygnał z anody fotopowielacza, w jednym i drugim przypadku użyję ekranowanych przewodów koncentrycznych z wtykami BNC, powinno to jeszcze bardziej ograniczyć szum, z którym i tak pewnie trzeba będzie powalczyć.

Rys. 22 - 24 Obudowa detektora z zamontowanymi gniazdami.

Czas zacząć te wszystkie kabelki łączyć, na pewno nie zrobimy tego bez dokładnego opisu wyprowadzeń i tu z pomocą przychodzi karta katalogowa, którą udostępniam poniżej:

XP2102data.pdf

By przymocować fotopowielacz do podstawy z gniazdami użyłem tej samej plastikowej podstawy, na której znajdowała się oryginalna płytka widoczna na wcześniejszych zdjęciach. Do nóżek przymocowałem metalowe elementy dystansowe by zrobić trochę więcej miejsca na drabinkę rezystorową i później na przedwzmacniacz.

Rys. 25 - 27 Fotopowielacz przymocowany do podstawy i montaż drabinki rezystorowej.

Na początku rezystory miałem po prostu połączyć w szereg, ale postanowiłem zrobić to trochę bardziej profesjonalnie i wytrawiłem płytkę PCB, którą podobnie jak fotopowielacz przymocowałem do podstawy. Widać ją na zdjęciu 27, od góry podłączyłem przewód wyprowadzony z gniazda zasilania wysokim napięciem. Wartości rezystorów dobrałem tak, jak sugerowała karta katalogowa dla maksymalnego wzmocnienia. W karcie podane są cyfry pomiędzy kolejnymi elektrodami i tak jeśli jest 0,5 to u mnie jest 0,5 MΩ, 1 to 1 MΩ.

Rys. 28 - 30 Dynody połączone z odpowiednimi rezystorami na drabince.

Na zdjęciu 28 widać, że wyprowadzenie z gniazda BNC wysokiego napięcia zaizolowałem plastikową rurką i klejem Poxipol. Produkowane są specjalne gniazda dla wysokiego napięcia, które mają już odpowiednie zabezpieczenia, niestety ja takiego pod ręką nie mam więc musiałem zabezpieczyć zwykłe gniazdo przed możliwością ulotu potencjału do obudowy bo odległość od gorącego przewodu do masy jest niewielka.


Nasz detektor jest już prawie gotowy, pozostało jeszcze tylko wyprowadzić sygnał z anody i zamontować źródło impulsów świetlnych czyli scyntylator. Zaczniemy od wyjścia sygnału z detektora i będzie nam potrzebne już tylko dwa elementy: rezystor, przez który anoda będzie rozładowywana do masy - opisałem go wcześniej i kondensator, który dodatkowo zabezpieczy dalsze obwody elektroniczne odcinając składową stałą napięcia np. gdyby doszło do uszkodzenia lampy.

Rys. 31 Wyprowadzenie sygnału z anody fotopowielacza.

W obudowie detektora od razu powinien znaleźć się przedwzmacniacz, który na zewnątrz wyprowadził by już silne sygnały jednak ja na początku zastosuję cyfrowy oscyloskop żeby zobaczyć czy moje urządzenie w ogóle będzie działać.

Rys. 32 Zestaw przygotowany do pierwszego testu detektora.

Wszystko gotowe do testów, jednak nic na oscyloskopie nie zobaczymy dopóki do lampy fotopowielacza nie dołączymy scyntylatora. Wcześniej już wspomniałem czym jest scyntylator i jak zachowuje się gdy w jego przestrzeń wpadnie kwant promieniowania jonizującego. Oczywiście emituje kwant światła, który jest tak mały, że pokazać go na zdjęciu Państwu nie mogę. Jednak promieniowanie rentgenowskie również jest promieniowaniem jonizującym a że akurat wpadło mi w ręce bardzo fajne źródło tegoż promieniowania pokażę jak taki scyntylator się zachowuje.

Rys. 33 - 35 Głowica rentgenowska zespolona i scyntylator ustawiony na drodze wiązki.

To co widzą Państwo na zdjęciach powyżej to ołowiana kaseta w której zawarto lampę RTG, zasilacz wysokiego napięcia i elektronikę sterującą czyli wszystko to, czego potrzeba do wytworzenia wiązki promieni X w bezpieczny sposób bo głowica taka nie "sieje" we wszystkie strony jak zwykła lampa. Na pierwszym zdjęciu widzimy jak mój synek rozpracowuje przewody sterujące :). W końcu udało nam się uruchomić maszynę i na drodze wiązki ustawiliśmy nasz scyntylator.

Rys. 36 Scyntylator NaI(Tl) w wiązce promieniowania rentgenowskiego.

Moja pracownia mieści się w piwnicy więc nie mam problemów związanych z bezpieczeństwem sąsiadów a poza tym to źródło ma bardzo małą moc przy ogromnej stabilności wiązki bo stosuje się je do pomiarów grubości np. kości w ludzkim organizmie.

Wracając do tematu scyntylatora widzimy, że kryształ naświetlany wiązką promieniowania jonizującego zaświecił się silnym niebieskim światłem zwłaszcza na samym obrzeżu kryształu, gdzie nastąpiło pochłonięcie największej ilości promieniowania. Podobne światło jest emitowane, gdy w kryształ wpadnie jakaś cząstka promieniowania, jednak ilość tego światła może być naprawdę bardzo znikoma, może zostać wyemitowany nawet pojedynczy foton a nasz fotopowielacz i tak jest w stanie go wykryć.

Rys. 37 Oczyszczanie powierzchni fotopowielacza i scyntylatora przed nałożeniem żelu optycznego.

 


 

Już tylko chwile dzielą nas przed pierwszym uruchomieniem detektora i okaże się, czy to w ogóle będzie działać:) Teraz trzeba użyć dobrego rozpuszczalnika by porządnie oczyścić powierzchnię fotopowielacza i scyntylatora bo nawet najmniejsze zanieczyszczenie może stanąć na drodze błysku światła. Użyłem izopropanolu, który bardzo często wykorzystuję w swojej pracowni.

Rys. 38 Detektor bez obudowy gotowy do pracy.

Po nałożeniu niewielkiej ilości żelu optycznego na powierzchnię fotopowielacza przykłada się scyntylator i delikatnymi, kołowymi ruchami rozprowadza go po całej powierzchni. Scyntylator się nie przyklei więc trzeba go trwale przymocować. Jak widać na zdjęciu nie zrobiłem tego zbyt profesjonalnie bo użyłem zwykłej izolacji.

Rys. 39 Gotowy detektor przed pierwszym włączeniem zasilania wysokim napięciem.

Jednak po założeniu obudowy i włączeniu zasilania okazało się, że na ekranie oscyloskopu pojawiają się bardzo silne, ujemne piki co świadczy o tym, że detektor po prostu działa. Postanowiłem od razu solidnie wykonać każdy element bez "skrótów" i przyniosło to swoje efekty.

Rys. 40 - 42 Detektor w trakcie pracy.

Przy napięciu zasilania - 1240 V impulsy są bardzo silne jednak będę musiał popracować trochę nad dobraniem rezystora, przez który anoda rozładowywana jest do masy. Wstawiłem tam wartość 500 kΩ i chyba jest to zbyt duża rezystancja bo anoda zbyt wolno się rozładowuje, co widać na oscylogramie. Jest gwałtowny spadek napięcia co świadczy o uderzeniu wtórnych elektronów na anodę i dużo wolniejsze rozładowanie. W dalszej części pomierze wartości impulsów.

Rys. 43 - 45 Pomiar promieniowania z rejestracją impulsów.

Teraz mały eksperyment ze źródłem promieniotwórczym, którym jest stary, wojskowy kompas. Zapytacie pewnie dlaczego użyłem jakiegoś tam starego kompasu, ano kiedyś do farb, które miały świecić w ciemnościach w każdych warunkach i bez konieczności wcześniejszego ich naświetlenia dodawano pierwiastek promieniotwórczy - był nim najczęściej rad. Emitowane przez ten pierwiastek promieniowanie pobudzało cząstki farby do świecenia. A przy okazjo żołnierz posiadający taki przyrząd łapał co dziennie słuszną dawkę. Takich promieniotwórczych ciekawostek nie tylko na wyposażeniu wojska ale w naszym otoczeniu jest znacznie więcej ale o tym napiszę w innym opracowaniu. Teraz na rysunku 43 widzimy ekran oscyloskopu w trybie rejestracji impulsów, ustawiona jest bardzo wolna podstawa czasu i wszystkie piki zapisują się na ekranie. W pobliżu nie ma żadnego źródła więc detektor rejestruje cząstki promieniowania kosmicznego oraz te pochodzące z naturalnej promieniotwórczości gleby, nas samych i radonu, który jest gazem i może z gleby przedostawać się do mieszkań. Ekran oscyloskopu jest stosunkowo mało zaśmiecony, ale gdy zbliżyłem do detektora kompas sytuacja diametralnie się zmieniła. Od razu widać, że poziom promieniowania znacznie wzrósł.

Rys. 46 - 47 Impulsy pochodzące z detektora.

Na powyższych oscylogramach przedstawiłem jeden z impulsów jaki udało mi się uchwycić z mojego detektora. Jak widać jego amplituda nie jest taka mała bo wynosi prawie 3,5 V. Mając do dyspozycji cyfrowy oscyloskop można w pełni zauważyć ogromną przewagę detektorów scyntylacyjnych z dobrym kryształem i fotopowielaczem nad innymi dozymetrami. Po amplitudzie impulsów widzimy, że cząstki wpadające w scyntylator mają przeróżną energię. od bardzo malutkich impulsów na poziomie mV przez takie jak pokazałem powyżej aż po nawet 13 V. Wystarczy ustawić oscyloskop w tryb "polowania na impuls" i ustawić wysoki poziom wyzwalania. Wtedy oscyloskop pominie te wszystkie malutkie impulsy i zatrzaśnie na ekranie te naprawdę wysokoenergetyczne.

Rys. 48 - 49 Impulsy pochodzące z detektora.

Poniżej dodaję film z pracy fotopowielacza ze scyntylatorem oraz z badania biegu własnego fotopowielacza i szumu na wyjściu. Bieg własny są to impulsy, które powstają samoistnie w lampie i jeśli występuje ich dużo mogą fałszować wyniki pomiarów. Na szczęście prezentowany fotopowielacz charakteryzuje się znikomym biegiem własnym nawet przy maksymalnym zasilaniu oraz bardzo niskim szumem w stosunku do sygnału.

Dzięki pomocy kolegów z portalu Elektroda.pl udało się odnaleźć bezskutecznie poszukiwaną kartę katalogową fotopowielacza XP2412, zapraszam do jej pobrania pod tym linkiem: XP2412.pdf

Odwiedź nas na Allegro::

KomentarzePaneleAllegro.pl

galerie przedmiotow